安徽省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）

PAGEPAGE1安徽省2023-2024學(xué)年第一學(xué)期高二期中考試物理一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8-10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.關(guān)于點電荷、電場強度、靜電感應(yīng)、電勢能，下列說法正確的是（）A.點電荷一定是電荷量很小的電荷B.沿電場線方向，電場強度越來越小C.金屬導(dǎo)體有導(dǎo)電的作用，運輸汽油時把汽油裝進金屬桶比裝進塑料桶更安全D.在電場中同一位置，正檢驗電荷電勢能大于負檢驗電荷的電勢能【答案】C【解析】A．帶電體能否看作點電荷是由研究問題的性質(zhì)決定，與自身大小形狀和電量多少無具體關(guān)系，故A錯誤；B．沿電場線方向，電勢逐漸降低，但電場強度的大小與電場線疏密有關(guān)，故B錯誤；C．金屬桶可把積累的電荷導(dǎo)走，故用金屬桶裝易燃的汽油要安全，故C正確；D．若電場中某一點的電勢值為正，則該點正檢驗電荷的電勢能大于負檢驗電荷的電勢能，若電場中某一點的電勢值為負，該點正檢驗電荷的電勢能小于負檢驗電荷的電勢能，故D錯誤。故選C。2.2023年9月10日，我國成功將遙感四十號衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，衛(wèi)星主要用于開展電磁環(huán)境探測及相關(guān)技術(shù)試驗。如圖，衛(wèi)星的兩翼的太陽電池板是太陽能電池在太空領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)于電源、電流與電路，以下說法正確的是（）A.電源中電流的方向就是電子移動的方向B.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負極搬運到正極，保持兩極之間有電壓C.電源是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電路兩端有電壓，則電路中就有電流D.其他條件不變時，電荷移動速率越大，則電流越大【答案】D【解析】A．電源中電流的方向是正電荷移動的方向，電流方向與電子移動方向相反，故A錯誤；B．電源之所以能維持外電路中穩(wěn)定的電流，是因為它有能力把來到負極的正電荷經(jīng)過電源內(nèi)部不斷地搬運到正極或把負電荷由正極搬運到負極，故B錯誤；C．電源是將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，并不限于只將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；電路兩端有電壓，則電路中不一定有電流，要想有電流，電路還必須閉合，故C錯誤；D．由可知其他條件不變時，電荷速率越大，電流越大，故D正確故選D。3.自動體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，在最佳搶救時間的“黃金4分鐘”內(nèi)，對心臟驟?；颊呃米詣芋w外除顫器（AED）可進行有效的除顫和心肺復(fù)蘇。某型號自動體外除顫器的電容器電容是，充電后電容器的電壓達到，某次對某心臟驟?；颊哌M行除顫時，平均放電電流達到（電荷量平均放電電流×放電時間），則下列說法正確的是（）A.電容器充電后的電荷量為B.電容器的平均放電時間為C.不同患者進行除顫時平均電流相同D.電容器放電過程中電容器的電容逐漸減小【答案】B【解析】A．充電后電容器的帶電量故A錯誤；B．電容器的平均放電時間故B正確；C．不同患者的電阻不同，因此平均電流不同，故C錯誤；D．電容器放電過程電容器的電容保持不變，故D錯誤。故選B。4.一電子在電場中做圓周運動，從某時刻開始計時，在時間內(nèi)，該粒子的動能和電勢能隨時間的變化分別如圖中A、B圖線所示，其中圖線A與橫軸平行，則該電子在時間內(nèi)（）A.速度不變 B.合力不變 C.電場力做負功 D.剛好運動一周【答案】C【解析】A．由圖可知電子做勻速圓周運動，雖然速度大小不變，但是方向時刻改變，故速度在改變，故A錯誤；B．合力提供向心力指向圓心，故合力在變化，故B錯誤；C．由圖可知電子的電勢能在不斷增大，電場力做負功，故C正確；D．電子運動一周后電勢能與初始狀態(tài)相同，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，A、、、為真空中正方形的四個頂點，為中點，為中點。A點固定電量為點電荷、點固定電量為的點電荷，則（）A.點電勢的于點電勢 B.點電勢低于點電勢C.點電場強度大于點電場強度 D.點電場強度等于點電場強度【答案】C【解析】AB．、位于等量異種點電荷中垂線上，電勢相等，故AB錯誤；CD．在等量異種點電荷中垂線上，與兩點電荷連線的交點電場強度最大，故C正確，D錯誤。故選C。6.如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻不可忽略，定值電阻R1的阻值是滑動變阻器R2最大阻值的，a、b是滑動變阻器的兩端，當(dāng)滑片P位于a、b的中點時，小燈泡L正常發(fā)光，理想電流表A1和A2的示數(shù)之比I1：I2=2：1。下列說法正確的是（）A.定值電阻R1與滑動變阻器R2消耗的電功率之比為9：4B.定值電阻R1和小燈泡L消耗的電功率之比為9：4C.滑片P向上緩慢滑動，兩電流表的示數(shù)均減小D.滑片P向上緩慢滑動，電源的輸出功率減小【答案】A【解析】A．依題意，滑片P位于a、b的中點時，定值電阻R1與滑動變阻器R2的阻值相等，即由并聯(lián)電路的分流原理，可得則二者消耗的電功率之比為故A正確；B．根據(jù)并聯(lián)電路的等壓分流原理，有解得又則定值電阻R1和小燈泡L消耗的電功率之比為故B錯誤；C．滑片P向上緩慢滑動，滑動變阻器的阻值減小，由可知干路電流增大，由可知并聯(lián)電路的電壓減小，根據(jù)可知理想電流表A2的示數(shù)減小，根據(jù)可知理想電流表A1的示數(shù)增大。故C錯誤；D．電源的輸出功率為滑片P向上緩慢滑動，干路電流增大，則電源的輸出功率增大。故D錯誤。故選A。7.如圖所示，半徑為R的光滑絕緣圓環(huán)豎直固定放置，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的有孔小球套在圓環(huán)上，從圓環(huán)的最高點A點無初速度滑下，已知空間存在水平向右的勻強電場，電場強度大小為，g為重力加速度，則小球運動過程中對圓環(huán)壓力的最大值為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】根據(jù)電場力的公式可知所以等效重力為等效最低點為，小球從點運動到點，由動能定理得在點由牛頓第二定律得聯(lián)立解得由牛頓第三定律知小球?qū)A環(huán)壓力的最大值為故選C。8.一根粗細均勻的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U0時，通過導(dǎo)線的電流為I0，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導(dǎo)線均勻拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?，再給它兩端加上電壓2U0，則()A.通過導(dǎo)線的電流為B.通過導(dǎo)線的電流為C.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為D.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為【答案】AD【解析】AB.將金屬導(dǎo)線均勻拉長，因半徑變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電阻定律分析可知，電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍，又電壓變?yōu)?U0，根據(jù)歐姆定律可知，電流變?yōu)?，A項符合題意，B項不合題意；CD.根據(jù)電流的微觀表達式，其中n、e不變，電流變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，則自由電子定向移動的平均速率變?yōu)椋珻項不合題意，D項符合題意．9.如圖為描述某靜電場的電場線，、、是電場中的三個點，其電場強度大小分別為、、，電勢分別為、、。下列大小關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】電場線密集的地方場強大，則有根據(jù)沿著電場線電勢降低可知故選AC。10.某點電荷置于真空中的點，A、、三個虛線圖表示該點電荷電場中三個等勢面，如圖所示。已知等勢面的電勢，點位于A等勢面上，點位于等勢面上?，F(xiàn)有一電子從點以初速度沿方向入射，在電子從點至再次通過A等勢面的過程中，以下判斷正確的是（）A.該點電荷為正電荷B.電子所受的電場力先減小后增大C.電子的動能先增大后減小D.電子的動能先減小后增大【答案】AC【解析】A．電場線與等勢面垂直且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，因為，故處于點的電荷為正電荷，故A正確；B．故受到處于點的電荷的吸引力，因為電子與處于點的正電荷的距離先變小后變大，故庫侖力先變大后變小，故B錯誤；CD．靜電力先做正功后做負功，故動能先增加后減小，故C正確，D錯誤。故選AC。二、實檢題（本題共2小題，共16分）11.在“測定金屬的電阻率”實驗中，小強同學(xué)將一段粗細均勻的金屬絲（阻值約為5Ω）固定在帶有刻度尺的木板上，準備精確測量其電阻?，F(xiàn)有電源（電動勢E為3.0V，內(nèi)阻不計）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列器材：A．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）B．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）C．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流2A）D．滑動變阻器（0～100Ω，額定電流1A）（1）為減小誤差，且便于操作，在實驗中滑動變阻器應(yīng)選_______（選填器材前的字母）。（2）如圖所示，這是測量該金屬絲電阻的實驗電路實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，還有兩根導(dǎo)線沒有連接，請補充完成。________（3）在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)調(diào)到最________（選填“左”或“右”）端。（4）在本次實驗中若不計實驗中的偶然誤差，則下列說法正確的是________。A．測量值偏大，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電流表分壓B．測量值偏小，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流C．若已知電壓表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值D．若已知電流表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值【答案】（1）C（2）（3）左（4）BC【解析】（1）[1]為減小誤差，且便于操作，在實驗中滑動變阻器應(yīng)選阻值較小C。（2）[2]因電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻的阻值，則應(yīng)該采用電流表外接電路，則實驗電路實物圖如圖（3）[3]在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)調(diào)到阻值最大的位置，即最左端。（4）[4]AB．實驗中由于電壓表的分流作用，使得電流的測量值偏大，根據(jù)可知，電阻的測量值偏小，選項A錯誤，B正確；C．若已知電壓表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值選項C正確；D．電流表的內(nèi)阻不會對實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，選項D錯誤。故選BC。12.某實驗小組利用如圖所示的電路“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”。將開關(guān)S打到1，電容器將________（填“充電”或“放電”），此過程中自由電子_________（填“能”或“不能”）穿過電容器間的電介質(zhì)；再將開關(guān)S打到2，電容器將________（填“充電”或“放電”），通過電流表的電流方向________（填“向左”或“向右”）。【答案】充電不能放電向左【解析】[1][2]將開關(guān)S打到1，電容器與電源連接，電源將對電容器將充電，電容器上極板帶正電，此過程中自由電子不能穿過電容器間的電介質(zhì)，而是在電場力的作用下沿導(dǎo)線定向運動，從而使極板帶電；[3][4]再將開關(guān)S打到2，電容器與電源斷開，與電阻連接，電容器將放電，由于電容器上極板帶正電，故通過電流表的電流方向向左。三、計算題（本題共3小題，共計38分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.有一個電流表，電流表滿偏電流，電流表內(nèi)阻。（1）若把電流表改裝成量程為的電流表，是要串聯(lián)還是并聯(lián)一個電阻？阻值為多大（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）？（2）若把電流表改裝成量程為的電壓表，是要串聯(lián)還是并聯(lián)一個電阻？阻值為多大？（3）把電流表G接在圖甲所示的電路中，電源的電動勢，內(nèi)阻，A、為接線柱。用一條導(dǎo)線把A、直接連起來，調(diào)節(jié)可變電阻，使電流表G恰好達到滿偏電流；保持可變電阻阻值不變，在A、間改接一個定值電阻，電流表指針恰好指在表盤中央刻度，表盤如圖乙所示，求的阻值?！敬鸢浮浚?）并聯(lián)，；（2）串聯(lián)，；（3）【解析】（1）利用并聯(lián)分流原理，擴大電流表量程需要并聯(lián)電阻，并聯(lián)阻值為（2）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)電阻，串聯(lián)阻值為（3）電流表滿偏時，由閉合電路歐姆定律，得電流表G指針恰好指表盤中央刻度時，由閉合電路歐姆定律，得聯(lián)立解得14.用兩根長度均為的絕緣細線各系一個小球，并懸掛于同一點。已知兩小球質(zhì)量均為m，當(dāng)它們帶上等量同種電荷時，兩細線與豎直方向的夾角均為，如圖所示。若已知靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球均可視為點電荷。求：（1）小球所受拉力的大小；（2）小球所帶的電荷量?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）對小球進行受力分析，如圖所示，設(shè)繩子對小球的拉力為，根據(jù)平衡條件得解得（2）設(shè)小球在水平方向受到庫侖力大小為解得根據(jù)庫侖定律得其中解得15.如圖所示，邊長為L=1m的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在豎直向上的勻強電場，電場強度大小為E=200N/C，正方形區(qū)域的右側(cè)存在一加速電場，加速電